JPH1177124A - 圧延機の制御装置 - Google Patents

圧延機の制御装置

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JPH1177124A
JPH1177124A JP9240941A JP24094197A JPH1177124A JP H1177124 A JPH1177124 A JP H1177124A JP 9240941 A JP9240941 A JP 9240941A JP 24094197 A JP24094197 A JP 24094197A JP H1177124 A JPH1177124 A JP H1177124A
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slip
rolling
rolling mill
speed
control device
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Minoru Baba
場 穣 馬
Mitsunori Tejima
島 光 宣 手
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 タンデムに配置された圧延機の圧延中に発生
するスリップ内容及びレベルを自動的に判定し、その判
定結果に従ってスリップを迅速に解消し得る圧延機の制
御装置を提供する。 【解決手段】 タンデムに配置され、それぞれ電動機で
駆動される複数台の圧延機の圧延荷重及び電動機の圧延
トルク電流の少なくとも一方を圧延機毎に検出又は演算
する手段と、圧延荷重及び圧延トルク電流の少なくとも
一方に基づいて、圧延機と圧延材料との間のスリップを
圧延機毎に検出するスリップ検出手段と、圧延機と圧延
材料との間のスリップが検出された時点の圧延材料の体
積速度に基づき、スリップの内容及びレベルを判定する
スリップ判定手段と、判定されたスリップの内容及びレ
ベルに従って、スリップを解消する方向に圧延機の全体
に亘って速度基準を補正する速度基準補正手段とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、タンデムに配置さ
れた複数台の圧延機がそれぞれ電動機で駆動されるよう
制御する圧延機の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】この種
の圧延機においては、鋼種、圧下量、温度、その他の要
因により、圧延中に圧延機と圧延材料との間にスリップ
現象が生じる場合があり、この場合には即座に適切な措
置を講じないと欠陥製品になってしまう。スリップ現象
が生じた場合、従来は運転操作員が肉眼で状況を確認
し、その都度、手動介入操作を行って対応していた。
【0003】近年、圧下量の増大、反り矯正のための上
下圧延ロールの異周速圧延、表面処理のための圧延油の
噴射制御の導入等の要因から、従来にも増してスリップ
発生の頻度が多くなるものと予想される。これに対し
て、運転操作員の削減等に対処して全自動運転の要求も
高まっていることから、スリップの検知及びその解消措
置を自動的に行うことが避けられなくなってきている。
【0004】従来の自動スリップ検出法として、圧延材
料の先端を圧延機に噛込ませた場合に、圧延材料の進行
状況をチェックする方法があった。これは圧延荷重の発
生後に、一定時間を経過しても圧延機の出側に設置した
材料検出器、例えば、圧延機の下流側2〜5mの範囲内
に設置された材料検出器によって材料が検出できなかっ
た場合にスリップ発生と判断していた。
【0005】しかしながら、タンデムに配置された複数
台の圧延機で圧延する場合には、圧延材料を圧延機に噛
込ませる場合に限らず、圧延材料が通過している最中で
もスリップが発生することがあるため、圧延材料を圧延
機に噛込ませた場合のスリップ検出だけでは不十分であ
った。
【0006】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、タンデムに配置された圧延機の圧延中に発
生するスリップ内容及びレベルを自動的に判定し、その
判定結果に従ってスリップを迅速に解消し得る圧延機の
制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この出願の請求項1に係
る発明は、タンデムに配置され、それぞれ電動機で駆動
される複数台の圧延機を制御する圧延機の制御装置にお
いて、圧延荷重及び電動機の圧延トルク電流の少なくと
も一方を圧延機毎に検出又は演算する手段と、圧延荷重
及び圧延トルク電流の少なくとも一方に基づいて、圧延
機と圧延材料との間のスリップを圧延機毎に検出するス
リップ検出手段と、圧延機と圧延材料との間のスリップ
が検出された時点の圧延材料の体積速度に基づき、スリ
ップの内容及びレベルを判定するスリップ判定手段と、
判定されたスリップの内容及びレベルに従って、スリッ
プを解消する方向に圧延機の全体に亘って速度基準を補
正する速度基準補正手段と、を備えたことを特徴として
いる。
【0008】この出願の請求項2に係る発明は、請求項
1に記載の圧延機の制御装置において、スリップ検出手
段は、圧延トルク電流の所定周波数以上の電流成分の振
幅が、一定時間内に所定のレベルを所定回数だけ越えた
とき、スリップ検出信号を出力することを特徴とするも
のである。
【0009】この出願の請求項3に係る発明は、請求項
1に記載の圧延機の制御装置において、スリップ検出手
段は、圧延荷重の変動幅が所定値を越えたとき、スリッ
プ検出信号を出力することを特徴とするものである。
【0010】本発明の請求項4に係る発明は、請求項1
に記載の圧延機の制御装置において、スリップ検出手段
は、圧延トルク電流の所定周波数以上の電流成分の振幅
が、一定時間内に所定のレベルを所定回数だけ越え、か
つ、圧延荷重の変動幅が所定値を越えたとき、スリップ
検出信号を出力することを特徴とするものである。
【0011】この出願の請求項5に係る発明は、は請求
項1ないし4のいずれかに記載の圧延機の制御装置にお
いて、スリップ判定手段は、スリップが検出された圧延
機の体積速度と、その直前の圧延機の体積速度とに基づ
いて、スリップの内容を判定することを特徴としてい
る。
【0012】この出願の請求項6に係る発明は、請求項
1ないし5のいずれかに記載の圧延機の制御装置におい
て、スリップ判定手段は、スリップが検出された圧延機
の体積速度と、その直前の圧延機の体積速度と、その直
後の圧延機の体積速度とに基づいて、スリップのレベル
を判定することを特徴とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一
実施形態の構成を圧延系統と併せて示したブロック図で
ある。
【0014】一般に複数台の圧延機がタンデムに配置さ
れた、いわゆる、連続圧延機は5〜7スタンドで構成さ
れる。本実施形態はこれらの圧延スタンドの全ての圧延
機に亘ってスリップが発生することは極めて稀であり、
また、最上流のスタンドにおいてもスリップの発生割合
は少ないものとして、主に、中間スタンド又は最終のス
タンドにて発生したスリップを検出し、これを解消しよ
うとするものである。そこで、図1においては、連続す
る三つのスタンド(i−1),i,(i+1)で圧延材
料1を圧延することにより圧延材料1はA矢印方向に移
動する場合を示している。この場合、各スタンド(i−
1),i,(i+1)の圧延機2は電動機3で駆動され
るようになっている。そして、圧延機2の速度制御は電
動機3の速度制御を通して実施される。電動機3を速度
制御するために、この電動機3に速度検出器4が直結さ
れている。
【0015】上位制御装置10は所定の圧延パターンに
従って各スタンドの圧延機に対する速度基準Ns を、各
スタンドの圧延機に対応して設けられた下位制御装置2
0に加える。下位制御装置20は速度検出器4によって
検出された電動機速度Nが速度基準Ns に一致するよう
に電動機3の速度を制御する構成になっている。また、
圧延機2には圧延荷重を測定するためのロードセル5が
設けられ、その測定値が上位制御装置10に加えられ、
周知の自動板厚制御が実施される。
【0016】なお、上位制御装置10及び下位制御装置
20はコンピュータやプロセッサ等が使用され、このう
ち、上位制御装置10は圧延機主幹制御部11とスリッ
プ判定回路12とを含んで構成されている。
【0017】図2は下位制御装置20の詳細な構成を示
すブロック図であり、速度制御回路21、電流制御回路
22、圧延トルク電流演算回路23及びスリップ検出回
路24を含んで構成されている。このうち、速度制御回
路21は速度検出器4によって検出された電動機速度N
を圧延機主幹制御部11から与えられる速度基準Ns
一致させる電流基準Is を演算し、それを電流制御回路
22に送出する。電流制御回路22は電動機電流Iq
電流基準Is に一致させるように電動機3の電流を制御
する。電流制御回路22の電動機電流Iq の情報は圧延
トルク電流演算回路23に加えられる。この圧延トルク
電流演算回路23には速度検出器4の電動機速度Nの情
報も加えられる。そこで、圧延トルク電流演算回路23
はこれら二つの情報を参照して、周知の演算式に従っ
て、圧延トルク電流Ir を演算してスリップ検出回路2
4に加える。スリップ検出回路24は圧延トルク電流I
r に基づいてスリップを検出し、スリップ検出信号Sを
上位制御装置10に加える。
【0018】一般に、圧延機と圧延材料との間にスリッ
プが発生すると、圧延トルク電流Ir が数十Hz 以上の
周波数成分を含むように変化すると共に、圧延荷重も変
動する。従って、圧延トルク電流Ir の振動成分の振幅
が所定値を越える状態が繰り返されたときにスリップが
発生したと判定したり、圧延荷重の変動分が所定値を越
えたときスリップが発生したと判定したりすることがで
きる。本実施形態はこれら二つの現象が同時に発生した
ことを条件にしてスリップの検出精度を高め、この場合
に限り、スリップの種類及びレベルを判定し、その結果
によって圧延機全体に亘って速度基準を変更するように
構成したものである。
【0019】図3はスリップ検出回路24の詳細な構成
と併せて、一部の構成要素の処理手順をフローチャート
で示した図である。このスリップ検出回路24はハイパ
スフィルタ25及びカウンタ回路26で構成されてい
る。ハイパスフィルタ25は通常状態における圧延トル
ク電流Ir の周波数成分、例えば、20Hz 以下の周波
数成分を除去するべく、100Hz 以上の周波数成分の
みを通過させてカウンタ回路26に送出する。カウンタ
回路26においては、ステップ27にて零点を基準に定
めた上下(正負)の閾値を越える信号が有るか否かを判
定し、その信号がある場合にはステップ28にてその回
数を計数すると共に、一定時間内の計数値が所定値を越
えたとき、スリップ検出信号Sを出力する。このスリッ
プ検出信号Sは上位制御装置10に加えられる。
【0020】上位制御装置10は圧延機主幹制御部11
及びスリップ判定回路12で構成されている。このう
ち、圧延機主幹制御部11は周知の自動板厚制御を実行
するべく、速度検出器4の速度基準やロール開度の指令
値を出力するものである。このとき、圧延機主幹制御部
11は圧延スタンド(i−1),i,(i+1)(i=
2〜6)のロール速度v、ロールギャップh及び板幅w
を演算設定する。スリップ判定回路12はこれらの設定
値を用いてスリップの種類及びそのレベルを判定し、こ
のスリップを解消するように圧延機の全体に亘って速度
基準を補正する指令を圧延機主幹制御部11に加える機
能を有している。
【0021】図4は圧延スタンド(i−1),i,(i
+1)のうち、iスタンドの圧延機にスリップが発生し
た場合のスリップ判定回路12の処理手順を示したフロ
ーチャートである。
【0022】すなわち、スリップ判定回路12はステッ
プ31で、ロードセル5によって検出される圧延荷重W
が予め設定した閾値を越えて変動したか否かを判定し、
閾値を越えた場合に限ってステップ32の処理に進む。
ステップ32においては、スリップ検出回路24からス
リップ検出信号Sが出力されたか否かを判定し、出力さ
れておればステップ33にてスリップが発生したと判断
する。すなわち、iスタンドの圧延トルク電流Ir 中の
100Hz 以上の電流成分が、一定時間内に所定のレベ
ルを所定回数だけ越え、かつ、圧延荷重の変動幅が所定
値を越えたときにスリップが発生したと判断する。
【0023】次に、ステップ34においては、スリップ
が発生したiスタンドの圧延材料の体積速度とその前段
の(i−1)スタンドの圧延材料の体積速度とを比較し
てスリップの内容を判定する。この場合、圧延材料の体
積速度はロール間のギャップhと、ワークロールの周速
vと板幅wの積で表される。このうち、板幅wは一定と
見做されるため、ステップ34ではiスタンドにおける
ワークロールの周速vi にロール間のギャップhi を乗
じたvi ×hi と、(i−1)スタンドにおけるワーク
ロールの周速vi-1 にロール間のギャップhi-1 を乗じ
たvi-1 ×hi- 1 との大小を比較する。ここで、vi ×
i >vi-1 ×hi-1 であれば、iスタンドにおける圧
延材料の進入速度に対して圧延機の回転速度が速いため
に起こったスリップであると判定してステップ35の処
理に進む。これとは反対に、vi×hi <vi-1 ×h
i-1 であれば、圧延機の回転速度に対して圧延材料の進
入速度が速いために起こったスリップであると判定して
ステップ37の処理に進む。
【0024】ステップ35においては、スリップが発生
したスタンドの前後の各スタンドの体積速度との比によ
ってスリップのレベルを判定する。一例として、(v
i-1 ×hi-1 )/(vi ×hi )と(vi ×hi )/
(vi+1 ×hi+1 )とを相加平均した値をスリップのレ
ベルとする。そして、ステップ36ではこのスリップを
解消するように、予め定めた値だけ圧延機の全体に亘っ
て速度基準を減少補正する。ステップ37においても同
様にして、スリップが発生したスタンドの前後の各スタ
ンドの体積速度との比によってスリップのレベルを判定
する。一例として、(vi ×hi )/(vi-1 ×
i-1 )と(vi+1 ×hi+1 )/(vi ×hi )とを相
加平均した値をスリップのレベルとする。そして、ステ
ップ38ではこのスリップを解消するように、予め定め
た値だけ圧延機の全体に亘って速度基準を増加補正す
る。この場合、最終スタンドにおけるスリップのレベル
は(vi-1 ×hi-1 )と(vi ×hi )との比のみによ
って求めることになる。
【0025】かくして、上記実施形態によれば、圧延中
のスリップを自動的に検出し、さらに、その内容及びレ
ベルを判定し、その結果に基づいて圧延機全体に亘って
その速度基準を補正するので、圧延材料の厚さの誤差を
小さく抑えることができ、また、欠陥製品の発生を未然
に防止することができる。
【0026】ところで、隣接する二つのスタンドに同時
にスリップが発生する割合は極めて少ないものとしてv
i ×hi =vi-1 ×hi-1 の場合には速度基準の補正を
しないものとする。
【0027】なお、スリップのレベルの判定に当たり、
上記実施形態では体積速度の比を用いたが、この代わり
に体積速度の差を用いるようにしてもよい。なおまた上
記実施形態では、圧延トルク電流Ir が数十Hz 以上の
周波数成分を含み、かつ、圧延荷重が変動したときにス
リップが発生したものと判断したが、この代わりに、圧
延トルク電流Ir の振幅が所定値を越える状態が繰り返
されたときにスリップが発生したと判断したり、圧延荷
重の変動分が所定値を越えたときスリップが発生したと
判断したりしても、精度は若干低下するが、上述したと
略同様な制御が可能となる。
【0028】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、請
求項1乃至4に係る発明によれば、圧延荷重及び圧延機
駆動電動機の圧延トルク電流の少なくとも一方に基づい
て、圧延機と圧延材料との間のスリップを圧延機毎に検
出し、スリップが検出された時点の圧延材料の体積速度
に基づき、スリップの内容及びレベルを判定し、これを
解消する方向に圧延機の全体に亘って速度基準を補正す
るので、タンデムに配置された圧延機の圧延中に発生す
るスリップを迅速に解消することができる。
【0029】請求項5に係る発明によれば、スリップが
検出された圧延機の体積速度と、その直前の圧延機の体
積速度とに基づいて、スリップの内容を判定するので、
精度の高い判定が可能になる効果もある請求項6に係る
発明によれば、スリップが検出された圧延機の体積速度
と、その前後の各圧延機の体積速度とに基づいて、スリ
ップのレベルを判定するので、圧延状態の大幅な変更を
回避できる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の構成を圧延系統と併せて
示したブロック図。
【図2】図1に示した実施形態を構成する下位制御装置
の詳細な構成を示すブロック図。
【図3】図1に示した実施形態を構成するスリップ検出
回路の詳細な構成をブロックで示すと共に、一部の構成
要素の処理手順をフローチャートで示した図。
【図4】図1に示した実施形態を構成するスリップ判定
回路の処理手順を示したフローチャート。
【符号の説明】
1 圧延材料 2 圧延機 3 電動機 4 速度検出器 5 ロードセル 10 上位制御装置 11 圧延機主幹制御部 12 スリップ判定回路 30 下位制御装置 21 速度制御回路 22 電流制御回路 23 圧延トルク電流演算回路 24 スリップ検出回路 25 ハイパスフィルタ 26 カウンタ回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】タンデムに配置され、それぞれ電動機で駆
    動される複数台の圧延機を制御する圧延機の制御装置に
    おいて、 圧延荷重及び前記電動機の圧延トルク電流の少なくとも
    一方を前記圧延機毎に検出又は演算する手段と、 前記圧延荷重及び前記圧延トルク電流の少なくとも一方
    に基づいて、前記圧延機と圧延材料との間のスリップを
    前記圧延機毎に検出するスリップ検出手段と、 前記圧延機と圧延材料との間のスリップが検出された時
    点の圧延材料の体積速度に基づき、スリップの内容及び
    レベルを判定するスリップ判定手段と、 判定されたスリップの内容及びレベルに従って、スリッ
    プを解消する方向に前記圧延機の全体に亘って速度基準
    を補正する速度基準補正手段と、 を備えたことを特徴とする圧延機の制御装置。
  2. 【請求項2】前記スリップ検出手段は、圧延トルク電流
    の所定周波数以上の電流成分の振幅が、一定時間内に所
    定のレベルを所定回数だけ越えたとき、スリップ検出信
    号を出力することを特徴とする請求項1に記載の圧延機
    の制御装置。
  3. 【請求項3】前記スリップ検出手段は、圧延荷重の変動
    幅が所定値を越えたとき、スリップ検出信号を出力する
    ことを特徴とする請求項1に記載の圧延機の制御装置。
  4. 【請求項4】前記スリップ検出手段は、圧延トルク電流
    の所定周波数以上の電流成分の振幅が、一定時間内に所
    定のレベルを所定回数だけ越え、かつ、圧延荷重の変動
    幅が所定値を越えたとき、スリップ検出信号を出力する
    ことを特徴とする請求項1に記載の圧延機の制御装置。
  5. 【請求項5】前記スリップ判定手段は、スリップが検出
    された前記圧延機の体積速度と、その直前の圧延機の体
    積速度とに基づいて、スリップの内容を判定することを
    特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の圧延機
    の制御装置。
  6. 【請求項6】前記スリップ判定手段は、スリップが検出
    された前記圧延機の体積速度と、その直前の圧延機の体
    積速度と、その直後の圧延機の体積速度とに基づいて、
    スリップのレベルを判定することを特徴とする請求項1
    ないし5のいずれかに記載の圧延機の制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101159740B1 (ko) * 2009-09-28 2012-06-28 현대제철 주식회사 슬립 판단 장치
JP2021102219A (ja) * 2019-12-25 2021-07-15 Jfeスチール株式会社 鋼矢板圧延における形状不良の検知方法および鋼矢板の製造方法並びに鋼矢板圧延設備列
CN114453427A (zh) * 2022-01-06 2022-05-10 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 一种平辊可逆板带轧机控制方法、装置及计算机设备

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